Ti-Zr齒科合金組織轉(zhuǎn)變與表面生物活化研究.pdf

1、本文通過(guò)水冷銅模電弧熔煉制備鋯含量分別為10、20、30、40、50、60和70wt.％齒科Ti-Zr二元合金，研究鈦鋯合金組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，熱處理對(duì)合金組織轉(zhuǎn)變的影響和合金表面生物活化處理。通過(guò)XRD、DSC、顯微組織觀察和顯微硬度測(cè)試對(duì)合金相組成及相轉(zhuǎn)變規(guī)律進(jìn)行了考察。此外，借助SEM及接觸角測(cè)試研究鈦鋯合金表面親水性和形貌以及熱處理對(duì)合金表面生物活性的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和結(jié)果分析，主要得到以下結(jié)論：
　　在鋯含量為10、20、3

2、0、40、50、60和70wt.%的水冷銅模電弧熔煉制 Ti-Zr合金中，除Ti-10Zr（wt.%，下同）和Ti-20Zr為α相以外，其他成分的合金均由α+β兩相組成，其中Ti-60Zr幾乎全部為β相；α相為針狀結(jié)構(gòu)，β相為等軸晶。α相是高溫β相擴(kuò)散轉(zhuǎn)變而得，過(guò)冷β相是高溫β相因過(guò)冷未轉(zhuǎn)變而遺留到室溫組織中。過(guò)冷β相的形成與平衡相圖中α+β兩相區(qū)的寬度有關(guān)，在同樣的冷卻速率下，兩相區(qū)越窄的合金成分在冷卻過(guò)程中越容易形成過(guò)冷β相。隨著鋯

3、含量的增加，鈦鋯合金的顯微硬度呈現(xiàn)先增加后趨于平緩的趨勢(shì)，最大為T(mén)i-50Zr合金的330.9HV3。
　　通過(guò)調(diào)節(jié)熱處理工藝可使鋯含量為30、50、60和70wt.%鈦鋯合金室溫組織α+β兩相轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗唳料?。在重新β?緩慢冷卻熱處理過(guò)程中，Ti-30Zr，Ti-50Zr，Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1升溫至1000℃等溫2小時(shí)然后分別對(duì)應(yīng)在2℃·min-1、2℃·min-1、5℃·min-1和5℃·min-

4、1的冷卻速率降至室溫可獲得單相α相；在臨界溫度以下等溫?zé)崽幚磉^(guò)程中，Ti-30Zr，Ti-50Zr，Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1分別對(duì)應(yīng)升溫至600℃、600℃、400℃和600℃等溫2小時(shí)后隨爐冷亦能獲得單相α相。
　　采用大顆粒噴砂加酸蝕（Sand-blasted，Large-grit，Acid-etched,SLA）對(duì)Ti-Zr合金進(jìn)行表面活化處理，然后進(jìn)行親水性和表面形貌分析。得出結(jié)論，低鋯含量鈦鋯合